La abstracción

. La abstracción

A pesar de que estamos acostumbrados a utilizar el término abstracción dentro del

contexto de la programación, la verdad es que esta palabra tiene un origen mucho

más lejano. Desde siempre, el hombre se ha tenido que enfrentar a problemas

muy complejos, sin embargo con el paso del tiempo hemos descubierto un buen

método para enfrentarnos a ellos: la abstracción. Abstraer consiste en centrarse

sólo en la parte principal y esencial de los problemas, dejando así a un lado todos

los detalles insignificantes o menos importantes.

Un buen ejemplo de la capacidad humana para la abstracción es la elaboración y

lectura y un mapa. Cuando dibujamos un mapa de carreteras, reflejamos en él los

elementos principales, los que tienen utilidad para su interpretación, como por

ejemplo las autopistas, autovías, carreteras nacionales, áreas de servicio,

gasolineras, etc. Otros datos como podrían ser museos, parques o monumentos

no aparecen ya que se consideran innecesarios en este tipo de mapas. La

abstracción es una de las herramientas fundamentales de la mente humana, ya

que nos permite dividir los problemas en partes independientes y solucionar cada

una por separado.

2. La evolución de la abstracción en la programación

En los primeros tiempos de la informática, los programadores se comunicaban con

las máquinas en binario, lo cual resultaba ser una tarea extremadamente larga y

complicada. Al cabo de un tiempo apareció el código ensamblador, cuyos

nemotécnicos facilitaron notablemente el trabajo de los programadores al evitar

que tuviesen que recordar las secuencias de unos y ceros que formaban cada

instrucción. Estos nemotécnicos constituyeron la primera escala de abstracción de

la era informática.

Unos años más tarde llegaron los lenguajes de alto nivel y con ellos las

macroinstrucciones. Gracias a estos lenguajes, los programadores pudieron

comenzar a escribir software genérico, es decir, podían programar sin

preocuparse de la máquina sobre la que iba a correr el programa. Esto se debía a

que las instrucciones de los lenguajes de alto nivel producían varias acciones en la

máquina, independientemente de las arquitecturas concretas de cada una de

ellas. Con este tipo de lenguajes llegaron también las sentencias de control más

habituales como los bucles o sentencias if-then.

En definitiva, la complejidad iba creciendo a medida que lo hacía la abstracción.

Así fueron surgiendo los procedimientos y funciones, los módulos y posteriormente

los tipos abstractos de datos.

3. Abstracción funcional y abstracción de datos

En la programación, la abstracción puede aplicarse de dos modos distintos dando

lugar a la abstracción funcional y la abstracción de datos.

La abstracción funcional aparece al pensar de manera abstracta las operaciones

que necesitamos para resolver un problema. Este tipo de abstracción nos permite

definir operaciones nuevas en una aplicación que anteriormente carecía de ellas.

La abstracción funcional fue la primera en aparecer ya que es fácil de llevar a la

práctica debido a que su implementación es posible en la gran mayoría de los

lenguajes de programación. Suele corresponderse con el uso de procedimientos o

funciones.

La abstracción de datos surge cuando se abstrae el significado de los diferentes

tipos de datos que aparecen en nuestro problema. Este tipo de abstracción nos

permite crear nuevos tipos de datos pensando en los posibles valores que pueden

tomar y en las operaciones que los manipulan. Como cabe esperar, estas

operaciones serán a su vez abstracciones funcionales.

La abstracción de datos es más reciente que la funcional, ya que los primeros

lenguajes de programación no ofrecían demasiadas facilidades para su uso. Uno

de los primeros mecanismos que permitió esta abstracción fueron las clases de

Simula.

4. Datos, tipos de datos y TAD

Para hablar de la abstracción es necesario tener clara la diferencia que existe

entre los datos, los tipos de datos y los tipos abstractos de datos.

Los datos son los valores que manejamos en la resolución de un problema, tanto

los valores de entrada, como los de proceso y los de salida. Es decir, los datos

son información y por lo tanto distinguimos varios tipos de datos.

Un tipo de dato se puede definir como un conjunto de valores y un conjunto de

operaciones definidas por esos valores. Clasificar los datos en distintos tipos

aporta muchas ventajas, como por ejemplo indicarle al compilador la cantidad de

memoria que debe reservar para cada instancia dependiendo del tipo de dato al

que pertenezca.

Los tipos de datos abstractos van todavía más lejos; extienden la función de un

tipo de dato ocultando la implementación de las operaciones definidas por el

usuario. Esta capacidad de ocultamiento nos permite desarrollar software

reutilizable y extensible, lo cual veremos más adelante cuando hablemos de

modularidad.

5. Tipos abstractos de datos

Un tipo de datos definido por el programador se denomina tipo abstracto de datos

(TAD) para distinguirlo de los tipos predefinidos de datos. Los tipos abstractos de

datos están formados por los datos (estructuras de datos) y las operaciones

(procedimientos o funciones) que se realizan sobre esos datos. El conjunto de

operaciones definidas sobre el TAD debe ser cerrado, es decir, sólo se debe

acceder a los datos mediante las operaciones abstractas definidas sobre ellos. La

abstracción de datos sólo permite acceder a ellos de manera controlada.

Las estructuras de los TAD se componen de dos partes: la interfaz y la

implementación. Esto se debe a que las estructuras de datos reales que utilizamos

para

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